CN104604115B - 电力变换装置 - Google Patents

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Abstract

在马达侧金属框体(201)的开口部侧设置逆变器(300)，在与该金属框体(201)接触的金属罩(207)上，配设具备半导体元件、与其连接的金属端子、和对它们进行密封的树脂的功率模块(301)，在功率模块(301)的与金属罩(207)相反的一侧的面中设置金属板(306)。从金属罩(207)和金属板(306)这两方对功率模块(301)中发生的热进行散热。由此，能够提高电力变换装置的散热性，使功率模块小型化。

Description

电力变换装置
技术领域
本发明涉及将电力从直流变换为交流或者从交流变换为直流的 电力变换装置，特别涉及直接连接马达以及逆变器的框体、或者在同 一框体内设置这双方的机电一体方式中的功率模块的安装方法。
背景技术
作为本技术领域的背景技术有专利文献1、2。在专利文献1中， 记载了“一种模制模块，是通过模具树脂对形成布线的多个接线柱和 安装在各个所述接线柱上的多个电子部件进行模塑而成的，其中，所 述多个接线柱的至少一部分露出到所述模树脂的背面，连接模具模块 的电动机的壳体是固定于减速机构的减速机构侧的壳体”。
另外，在专利文献2中，记载了“一种功率模块，具备：散热层， 具有第1主面以及与该第1主面相反一侧的第2主面；绝缘层，配置 于所述散热层的所述第1主面之上；电流电路用布线部，设置于所述 绝缘层；多个开关元件，配置于所述绝缘层之上，与所述电流电路用布线部电连接；多个外部端子，与所述电流电路用布线部电连接；以 及树脂，对所述绝缘层、所述电流电路用布线部、所述开关元件、所 述散热层的所述第1主面的全部、以及该散热层的所述第2主面的一 部分进行密封，其特征在于，所述功率模块与马达的所述功率模块安 装部连接”。
专利文献1：WO2012-137333号公报
专利文献2：日本特开2008-118067号公报
发明内容
在以往的将马达和逆变器的框体直接连接、或者共用1个框体的 机电一体构造中，在例如专利文献1所示那样的电动动力转向装置中， 模块的金属布线的下表面露出，所以在将模块连接到金属框体时，需 要准备高热传导的绝缘材料。进而，为了使用具有粘结力的绝缘材料， 需要使绝缘材料硬化的工艺，所以制造时间延长。另外，在专利文献 1以及2记载的电动动力转向装置中，模块的冷却面是一个部位，为 了使模块内部设置的半导体元件中发生的热良好地传导到金属框体 侧，在模块侧需要大的散热面积，所以模块难易小型化。
如以上那样，在以往技术中，为了散热而使功率模块的金属布线 露出，在其面上需要绝缘构件。进而，冷却面仅为一个，所以如果减 少模块的散热面积，则热阻增加，半导体元件的温度上升量变为容许 以上，所以存在模块难易小型化的课题。
为了解决上述课题，采用例如权利要求书记载的结构。
本申请包括多个解决上述课题的手段，如果例举出其一个例子， 则其特征在于，“在具备马达和逆变器的电力变换装置中，在所述马 达的金属框体上配置有至少1个以上的所述逆变器的功率模块，在所 述功率模块的和与所述金属框体的接触面相反的面中，分别设置有散 热用的金属板”。
根据本发明，逆变器具备的功率模块的一个面与马达的金属框体 相接，另一个面与散热用的金属板相接，能够从两个面释放功率模块 中发生的热，所以能够实现散热性高的电力变换装置。其结果，能够 实现功率模块的大幅小型化。
上述以外的结构以及效果通过以下的实施方式的说明将更加明 确。
附图说明
图1是本发明的实施例1中的电力变换装置的剖面图。
图2是本发明的实施例1中的电力变换装置中具备的功率模块内 部的电路图。
图3是本发明的实施例1中的电力变换装置中具备的功率模块的 俯视图。
图4是本发明的实施例1中的电力变换装置中具备的功率模块的 剖面图。
图5是示出本发明的实施例1中的功率模块的安装例的主要部分 俯视图。
图6是示出本发明的实施例1中的散热用的金属板的其他方式的 主要部分剖面结构图。
图7是本发明的实施例2中的电力变换装置的剖面图。
图8是本发明的实施例3中的电力变换装置的剖面图。
图9是本发明的实施例3中的电力变换装置中具备的功率模块的 俯视图。
图10是示出本发明的实施例3中的电力变换装置中具备的接线 柱汇流条的前端的俯视图。
图11是本发明的实施例4中的电力变换装置的剖面图。
图12是本发明的实施例5中的电动动力转向装置的剖面图。
图13是本发明的实施例6中的逆变器装置的剖面图。
图14是本发明的实施例7中的机电一体型驱动装置的剖面图。
(符号说明)
100：电力变换装置；200：马达；201：马达侧金属框体；201s、 201ss：闭塞部；202：定子；203、208：轴承；204：转子；205：轴； 206：定子绕组输出部；207：金属罩；209：凹坑构造；210：接线柱 汇流条；11：金属罩孔部；212：位置检测用磁铁；213：金属布线； 14：孔；300：逆变器；301：功率模块；302a～302c：半导体元件； 304：树脂；305：树脂厚度；306、306’：金属板；307、612：连接器； 308、311：印刷基板；309、610：电容器；310、611：电感器；312： 盖；313：逆变器侧金属框体；313a：一个板；313aa：厚壁部；314： 台座；331：正极布线端子；332：负极布线端子；333：相输出端子； 334、335：栅极端子；350：功率模块窗部；353：输出布线；390： 接线柱部；400：减速机构；401：转向轴；402：蜗轮；403：蜗轮蜗 杆；404：蜗齿轮；405：减速机构的金属框体；500：树脂壳体；501： 冷却风扇；503：隔离物；504：薄膜电容器；505：端子台；506：树 脂；600：机电一体型驱动装置；601：散热器；602：壳体；603：孔；604：吸入部；605：吐出部。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式，但本发明不限于下述 实施方式例。
实施例1
在本实施例中，说明具备对电力进行变换的逆变器以及将电能变 换为机械能的马达的电力变换装置的例子。
图1是示出本实施例的电力变换装置100的结构的图，是以马达 200的轴方向剖面表示的图。电力变换装置100具备具有定子202和 转子204的马达200、以及包括马达驱动电路的逆变器300。
马达200的定子202是在电磁钢板上安装有定子绕组的构造，在 圆筒状的马达侧金属框体201的内表面侧配置为圆形形状，通过压装、 热压配合等被固定。另外，在马达侧金属框体201的塞住轴方向一端 侧开口部的闭塞部201s的中心部，设置有用于固定轴承203的空间， 通过压装固定了轴承203。
在马达侧金属框体201的轴方向另一端侧开口部，设置有用于固 定另一方的轴承208的金属罩207、和用于连接金属罩207的凹坑构 造209。轴承208通过压装被固定到金属罩207，并且金属罩207通 过拧紧、压装等被固定到马达侧金属框体201。
另外，虽然未图示，但在马达200侧的金属框体201的轴方向另 一端，具备用于连接逆变器300侧的盖312的拧紧部，设置于例如配 置金属罩207的凹坑构造209的外侧(外周部)。另外，金属框体201 的逆变器300侧(250)也可以是与金属框体201独立的构件。
从金属罩207在马达侧金属框体201的轴方向另一端侧配设有逆 变器300。在从金属罩207向马达侧金属框体201的轴方向另一端侧 隔开了规定距离的部位，配设有印刷基板308，在印刷基板308以及 轴205的轴方向另一端部与盖312之间，配设有印刷基板311。
所述定子202的定子绕组由U、V、W相的三相绕组构成，通过 利用绝缘性的树脂而模制的接线柱汇流条210，各定子绕组的布线被 电接线。另外，作为定子绕组的接线方法，例举出Y接线或者Δ接线。 进而，U、V、W相各自的金属布线213从接线柱汇流条210在轴方向上延长，贯通设置在金属罩207的孔211。
转子204由轴205和固定在其外周的永久磁铁构成，能够利用通 过在定子绕组中流过电流而发生的旋转磁场以及轴承203、208而旋 转。另外，作为永久磁铁的材料，可以举出钕、铁素体等。
在金属罩207上配置有逆变器300的功率模块301。图2示出功 率模块301的电路图。在功率模块中，内置有用于变换电力的半导体 元件302a以及302b(图2(a))、或者302a～302c(图2(b))。 作为半导体元件302a～302c，可以例举出IGBT、MOSFET。
另外，例如如图3那样，图2(a)的半导体元件302a、302b以 及与它们电连接的金属布线303(图示省略)被绝缘性的树脂304覆 盖，与该金属布线连接的各端子向树脂304的外部露出。
图3是功率模块301的俯视图，与半导体元件302a的漏电极相 同的电位的正极布线端子331、与半导体元件302b的源电极相同的电 位的负极布线端子332、用于与马达绕组连接的相输出端子333、与 上支路的半导体元件302a的栅电极电连接的栅极端子334、与下支路 的半导体元件302b的栅电极电连接的栅极端子335向树脂304的外 部伸出。
另外，在图中栅极端子334、335从与相输出端子333相同的边 伸出，但也可以从与正/负极端子331、332相同的边伸出，进而还可 以从角度相差90度的侧面侧伸出。另外，使各输出端子折弯的位置 以及长度无需相同，可以以易于与接线柱汇流条210以及印刷基板308、311连接的方式任意地设定。
图2(b)示出如下功率模块的例子，该功率模块具备上支路、 下支路的各半导体元件302a、302b、和马达输出侧半导体元件302c， 该马达输出侧半导体元件302c连接于半导体元件302a、302b的共用 连接点与相输出端子333之间。
即使在图2(b)的功率模块的情况下，也与图3同样地，构成 为3个半导体元件302a～302c以及金属布线由绝缘性的树脂304密封， 所述各端子331～335向树脂304的外部露出。
图4示出用树脂304覆盖了图2(a)的2个半导体元件302a、 302b的功率模块的剖面结构。在图4中，通过锡焊等，对上支路的半 导体元件302a的漏电极连接金属制的正极布线端子331，对源电极连 接相输出端子333。另外，通过锡焊等对半导体元件302b的漏电极连接相输出端子333，对源电极连接金属制的负极布线端子332。
另外，与半导体元件302a连接的相输出端子、和与半导体元件 302b连接的相输出端子无需是1个金属板，也可以由2个以上的金属 板构成。
作为所述金属制的端子的材料，可以例举出电阻小的铜、比重小 的铝等。另外，虽然未图示，对半导体元件302a以及302b的栅电极 也电连接了金属布线，作为连接方法，可以例举出直接锡焊的手法、 使用了铝等的经由引线键合对半导体元件的电极和金属端子进行电 连接的手法。
作为用所述绝缘性的树脂304进行覆盖的方法，可以例举出传递 模塑法等。作为树脂304的材料可以例举出环氧系的树脂等，热传导 率优选为3(W/(m·K))以上。另外，覆盖所述金属制的端子331～335 的树脂的厚度305优选为300(um)以下。另外，通过用树脂304覆 盖半导体元件302a、302b，能够减轻由于半导体元件与金属制的端子 的线膨胀系数之差而发生的向焊锡等接合构件的应力。
图5示出安装在金属罩207上的图3的功率模块的俯视图。功率 模块具备与U、V、W相分别对应的功率模块301a、301b、301c这合 计3个功率模块。在金属罩207的与各功率模块的相输出端子333相 对的位置，分别具备用于马达布线贯通的金属罩用孔部211。
所述相输出端子333、和接线柱汇流条210的输出布线213通过 熔接等电连接。另外，也可以在金属罩207与功率模块301之间介入 有润滑油那样的降低接触热阻的构件。另外，在金属罩207的中央部 具备用于马达轴205贯通的孔214。另外，考虑要消除在功率模块内 部发生的热的干扰、以及输出端子的连接，期望在同心圆上且对称地 配置功率模块301a～301c。另外，也可以在金属罩207上具备用于对 所述功率模块进行定位的槽等。进而，也可以在金属罩207上具备用 于确保与所述功率模块的金属布线(所述金属制的端子331～335)的 充分的绝缘距离的槽。
接下来，使用图1，说明逆变器300的结构。在功率模块301的 与金属罩207相接的相反侧的面中，配置有用于散热的矩形的金属板 306。金属板306通过螺丝等固定在金属罩207上。或者，也可以用 粘结剂等连接到功率模块301。作为金属板306的材料，可以例举出比热大的铝等。另外，也可以在金属板306与功率模块301之间介入 有润滑油那样的降低接触热阻的构件。进而，也可以在金属板306的 和与功率模块301接触的面相反的面中具备散热片。
另外，功率模块301a～301c所设置的金属板306既可以在各功率 模块中个别地设置，也可以针对3个功率模块而设为1个金属板。另 外，金属板306的形状不限于矩形形状。
在金属板306的与功率模块301相反的一侧，配置有用于对功率 模块301a～301c的正/负极布线端子331、332供给电力的印刷基板308。 所述布线端子331、332和印刷基板308通过锡焊、压配合等电连接。 在印刷基板308的金属罩207侧的面锡焊有用于使功率模块的正/负极 端子间的电压平滑化的电容器309、用于抑制噪声的电感器310等。
作为电容器309，可以例举出电解电容器、导电性高分子电容器 等。另外，也可以在金属罩207的与电容器309相对的部位，设置用 于确保与电容器309的防爆阀的距离的槽、用于插入电容器309的框 体的孔。
此处，印刷基板308的布线层由多层(主要为偶数)构成，交替 地，在第n层中配置向印刷基板308的功率模块301延伸的正电位布 线，在第(n+1)层中配置负电位布线，进而以正电位布线以及负电 位布线相对的方式布局，从而降低从电容器309到功率模块301之间 的布线电感。另外，功率模块301a、301b、301c与电容器之间的布 线电感的平衡也变得均匀，从而使各功率模块中发生的热变得均匀。 另外，虽然未图示，也可以在印刷基板308中安装用于检测电流的分 流电阻、用于抑制噪声的片式电容器等。另外，在本实施例中，作为 用于供给电力的电布线图示了印刷基板308，但也可以使用由模具树 脂覆盖的汇流条、金属布线基板以及陶瓷基板等。
在印刷基板308的与金属罩207相反的一侧配置有印刷基板 311，该印刷基板311锡焊有用于控制功率模块301内部的半导体元 件302a、302b的驱动器IC、微型计算机、用于对通过分流电阻检测 到的电流值进行放大的运算放大器等。功率模块301的栅极布线334、335与印刷基板311通过锡焊、压装配合等电连接。另外，在马达200 的轴205的前端，经由树脂向轴205压装有位置检测用的磁铁212， 在与位置检测用磁铁212相对的印刷基板311的面中，具备1个以上 的用于检测马达旋转轴的位置的IC。
在印刷基板308、311中分别具备连接器307，能够在印刷基板 之间交换信号。另外，通过具备在连接器307的位置开孔的盖312， 电力变换装置100能够与处于外部的电池、扭矩传感器等部件电连接。
从由马达侧的金属罩207向马达侧金属框体201的散热路径、和 从金属板306开始的散热路径这两方，对上述结构中在逆变器300的 功率模块301(301a～301c)中发生的热进行散热。
如以上那样，根据实施例1，能够得到以下那样的效果。
(1)通过在功率模块(301)的两面配置金属(金属罩207和金 属板306)而增大散热面积以及热容量，能够高效地释放功率模块中 发生的热，所以能够实现功率模块的小型化。
(2)由于是用树脂覆盖功率模块的全部金属制的各端子 (331～335)的构造，所以削减了用于绝缘/散热的追加部件。另外， 通过使树脂的热传导率为3(W/(m·K))、使树脂厚度成为300 (um)，能够降低树脂的热阻，进一步改善了功率模块的散热性。
(3)不需要用于逆变器300的金属框体，所以简化了构造。
<实施例1的其他方式>
相对于所述金属板306仅与功率模块301接触，在实施例1的其 他方式中，如示出抽出功率模块301的周边部的剖面构造的图6所示， 金属板306’成为与金属罩207也面接触的构造。在实施例1中，功率 模块301发生的热中的向金属板306传导的热，仅通过热传递散热到 逆变器300内部的空气中。相对于此，在本实施方式中，使向金属板 306’传导的热经由金属罩207传递到马达侧金属框体201，所以能够 活用更大的散热面积。
通过设为以上那样的实施方式，能够更高效地释放功率模块301 发生的热，能够使功率模块进一步小型化。另外，金属板306’能够进 行功率模块301的定位。另外，也可以在金属板306’和金属罩207接 触的面中，作为降低接触热阻的构件而介入有润滑油等。另外，也可 以在金属板306’的印刷基板308侧具备散热片。
实施例2
在以下的实施例2～7的说明中，关于和在图1～图5所示的电力 变换装置100中已经说明过的图中的附带同一符号的结构、具有同一 功能的部分，省略说明。
图7是本实施例2的电力变换装置的结构图的例子，是以马达 200的轴方向剖面示出的图。马达200的结构与实施例1相同。马达 侧金属框体201的轴方向另一端侧的开口部构成为直径比实施例1(图 1)时更大，在其开口部代替图1的盖312而配设了逆变器的金属框 体313。
也可以在该金属框体313的与功率模块301相对的部位，代替图 1的金属板306而设置金属制的台座314。因此，成为功率模块301 的一个面与金属罩207相接，另一个面与上述台座314相接的安装方 式。此处，可以在台座314上设置用于对功率模块301进行定位的槽， 并且，也可以在功率模块301与金属罩207以及台座314之间介入有 润滑油等构件。另外，也可以在金属罩207侧具备台座314。
关于该实施例2中的功率模块301，栅极端子334、335的位置 与实施例1不同，栅极端子334、335处于正/负极布线端子331、332 侧。
在与功率模块301的正/负极布线端子331、332以及栅极端子 334、335相对的位置具备印刷基板308，通过拧紧等固定在金属框体 313或者金属框体201以及金属罩207上。在印刷基板308中，安装 有对从外部电源至功率模块301进行电连接的布线、以及用于电压平滑化的电容器309、电感器等。
进而，在印刷基板308上，通过锡焊等安装有用于控制功率模块 301的半导体元件302a、302b的IC、在与位置检测用磁铁212相对 的位置配置的位置检测用IC等。另外，也可以例如成为如下的安装 构造：在用于控制半导体元件302a、302b的IC的安装面、电容器309的安装面中具备散热孔，经由绝缘性的散热片等向设置于金属框体 313的台座314散热。
金属框体313还承担盖的作用，与马达200的金属框体201通过 拧紧等而固定。
在上述结构中，从由马达侧的金属罩207向马达侧金属框体201 的散热路径、和从逆变器侧的台座314向逆变器侧金属框体313以及 马达侧金属框体201的散热路径这两方，对逆变器300的功率模块301 中发生的热进行散热。
如以上那样，根据实施例2，能够得到以下的效果。
(1)无需追加准备用于释放功率模块(301)中发生的热的金属 板(306)，而使用以往就有的逆变器的金属框体(313)，从而抑制 部件数量的增加。
(2)通过使功率模块中发生的热传导到逆变器的金属框体(313) 以及马达的金属框体(201)这双方，能够进一步增大散热面积，实 现功率模块的小型化。
(3)安装有电容器等的印刷基板(308)中发生的热，也能够通 过传导到逆变器的金属框体(313)而释放到外部，实现印刷基板以 及电容器的小型化。
实施例3
接下来，根据图8～图10，说明实施例3。图8是实施例3的电 力变换装置的剖面图，图9是功率模块的上表面图，图10是接线柱 汇流条前端的俯视图。在所述实施例1、2中，功率模块301的端子 331～335从功率模块的侧面向外部伸出而与马达200的定子绕组、印 刷基板的电气布线连接。
相对于此，在本实施例3中，如图9所示，贯通功率模块301 的相输出端子333上的树脂304而形成了一处以上的窗350。另外， 如图10所示接线柱汇流条210的输出布线353的前端成为分岔构造， 成为与功率模块301的窗350相符的构造。
通过这样构成，在将输出布线353插入到窗350时，功率模块 301的相输出端子333和输出布线353能够在压接状态下良好地电连 接。另外，在本实施方式中，为仅关于功率模块301的相输出端子333 设置窗350的结构，但也可以关于正/负极布线端子331、332、栅极端子334、335而设置同样的窗部，将与各端子电连接的布线设为可 压接接合的形状。另外，与正/负极布线端子331、332电连接的逆变 器300的布线也可以通过模具汇流条成型。
如以上那样，根据实施例3，能够得到以下的效果。
(1)能够在装配各部件时，同时实施马达侧的布线以及逆变器 侧的布线、和功率模块的各端子的电连接，能够削减熔接等工序。
(2)能够缩短功率模块的金属布线长度，能够同时实现金属布 线的电阻的降低和成本降低。
(3)能够使功率模块的各端子成为未从侧面露出的构造，由此， 能够使功率模块安装面积进一步小型化。
实施例4
图11示出实施例4中的电力变换装置的剖面构造。在此前的实 施例中，在马达200的轴方向上配置了逆变器300，相对于此，在本 实施例4中，在马达200的圆周方向上配置逆变器300。马达200的 结构与实施例1相同，但去除了以金属罩207为边界的马达侧金属框体201的轴方向另一端侧的开口部。
在本实施例4中，功率模块301设置于逆变器300的逆变器侧金 属框体313内。即，在构成逆变器侧金属框体的一个板313a的厚壁 部313aa的框体内侧表面配设功率模块301，功率模块301的与所述 厚壁部313aa相反的一侧的面和设置于与所述一个板313a相对的盖 312(另一方的板)的台座314相接。所述逆变器侧金属框体313的 一个板313a与马达侧金属框体201的外周板201a接触固定。
从马达200侧的接线柱汇流条210起的金属布线213经由分别设 置在金属罩207以及马达侧金属框体201的外周板201a的孔(图示 省略)被导出到逆变器300侧，其端部与设置在逆变器侧金属框体313a 的一个板313a的厚壁部313aa的外表面的接线柱部390电连接。
在该接线柱部390上，还连接从功率模块301向所述金属框体 313外露出的相输出端子333的前端，通过构成接线柱部390的例如 金属螺丝与所述金属布线213一起被连结。
功率模块301的其他各端子331、332、334、335与配设在所述 金属框体313内的印刷基板308连接。
在上述结构中，从通过逆变器侧金属框体313的台座314以及盖 312的散热路径、和通过厚壁部313aa以及马达侧金属框体201的外 周板201a的散热路径这两方，对功率模块301中发生的热进行散热。
如以上那样，根据实施例4，能够得到以下的效果。
(1)能够为了散热而活用马达的金属框体和逆变器的金属框体 的双方，通过使功率模块中发生的热进一步向外部释放，能够实现功 率模块的小型化。
(2)能够分别准备马达以及逆变器而连接，大幅改善了部件的 选定自由度以及安装的自由度。
实施例5
图12示出将本发明应用于电动动力转向装置的实施例5的剖面 构造。图12是电动动力转向装置的一部分。在图12(a)中，在上述 实施例1(图1)示出的电力变换装置100的金属框体201上，通过 拧紧等连接了减速机构400。减速机构400由转向轴401、蜗轮402、 蜗轮蜗杆403、蜗齿轮404、减速机构金属框体405构成。减速机构 金属框体405通过铝或者铝合金成型。
在驾驶员操作了方向盘时，电动动力转向装置经由减速机构400 对转向轴401附加助力转矩，降低驾驶员的方向盘操作力。
通过设为以上那样的结构，能够将功率模块301中发生的热经由 金属罩207以及马达侧金属框体201传导至减速机构400的金属框体 405。
另外，减速机构400、马达200、逆变器300的排列也可以是图 12(a)所示以外的方式，也可以例如如图12(b)所示，在减速机构 400与马达200之间配置逆变器300。
图12(b)中与图12(a)不同的点在于，通过闭塞部201ss对 轴205的轴方向另一端侧进行密闭，在轴方向一端侧设置马达侧金属 框体201的开口部，在该开口部内设置与图12(a)同样的逆变器300， 连接器307配设于所述框体201的开口部外周，通过布线将连接器307 和印刷基板308、311分别连接。另外，220是解析器。
在该情况下，功率模块301的一个面连接到马达的金属罩207， 另一个面连接到金属板306，对发生的热进行散热。另外，作为其他 方式，功率模块301的安装位置也可以是减速机构400的金属框体 405，在该情况下，功率模块301中发生的热向减速机构的金属框体405和金属板306散热。
如以上那样，根据实施例5，能够得到以下的效果。
(1)功率模块中发生的热，能够从金属框体201向减速机400 传热，能够进一步扩大散热面积，实现功率模块的小型化。
(2)能够大幅改善马达/逆变器/减速机构的设计自由度，能够向 各种产品展开。
实施例6
图13示出实施例6的剖面构造。图13示出逆变器装置(300) 的一部分。在图13中，在功率模块301中，与该功率模块301邻接 配置了具有大致等同的厚度的隔离物503，在这些隔离物503以及功 率模块301的两面设置有散热用的冷却风扇501。
经由所述隔离物503通过拧紧等固定冷却风扇501，从而抑制了 对功率模块301施加的压力成为设计值以上。另外，也可以在功率模 块301与冷却风扇501之间，介入有润滑油等降低接触热阻的构件。 另外，虽然未图示，但也可以具备多个功率模块301，关于功率模块 301的各个具备冷却风扇501，也可以用对所有功率模块共用的2个 (两面的2个)来构成。
功率模块301例如如图2(a)那样具备2个半导体元件、与其 连接了的各端子、以及对它们进行密封的树脂304，但各端子全部汇 集在一边，向在与隔离物503相反的一侧与冷却风扇501邻接地配设 的树脂壳体500内导出。
在该树脂壳体500中，设置了薄膜电容器504、安装了用于控制 半导体元件的IC等的印刷基板308、端子台505等。另外，在薄膜电 容器504的周边浸渍树脂506。
薄膜电容器504和功率模块301的输出端子通过熔接等连接，印 刷基板308和功率模块301的栅极端子通过锡焊等连接。
如以上那样，根据实施例6，能够得到以下的效果。
(1)通过从整个模具功率模块(301)的两面释放热，实现功率 模块的小型化、即逆变器装置的小型化。
(2)通过活用整个模具功率模块以及冷却风扇，能够将发热部 件的功率模块和电子部件分离，提高电子部件的耐热性。
(3)通过设为将冷却风扇和功率模块分离的构造，能够容易地 变更冷却风扇以及功率模块的尺寸。
实施例7
图14示出将本发明应用于油泵系统中的机电一体型驱动装置的 实施例7的剖面构造。在图14中，机电一体型驱动装置600由马达 200以及逆变器300构成。通过使用逆变器300来驱动马达200，控 制从吸入部604流入到吐出部605的油量。
关于逆变器300，由平板状的散热器601以及壳体602形成金属 框体，在该金属框体内，与散热器601平行地配设了印刷基板311。 在印刷基板311的大致中央设置了孔603，通过该孔603配设了1个 以上的电力变换用的功率模块301。
功率模块301的一个面与散热器601相接，在另一个面配设有金 属板306。该金属板306的一个面与功率模块301相接，另一个面与 金属制的壳体602相接。所述壳体602上配设有马达200，与马达侧 金属框体201相接。
功率模块301具备例如图2(a)的半导体元件、各端子和对它 们进行密封的树脂，金属制的各端子直线状地向外部露出而与印刷基 板311连接。
因此，功率模块301的各端子和印刷基板311的电连接面是同一 面，所以不需要所述各端子的弯曲加工等。
在印刷基板311上安装有电容器610、电感器611、连接器612、 控制用的IC等，能够极其细致地控制马达200。散热器601由热传导 以及热容量大的铝等金属构成。壳体602由加工性良好且廉价的铁等 金属构成。
根据上述结构，功率模块301的一个面不隔着印刷基板311而直 接与散热器601相接，所以能够高效地释放功率模块内的半导体元件 中发生的热。进而，通过设置从另一个面向壳体602的传热路径，能 够实现更高散热的安装。
另外，金属板306也可以是壳体602的一部分。另外，也可以在 功率模块301与散热器601之间具备润滑油等。进而，也可以由马达 200的金属框体201承担壳体602的作用。
如以上那样，根据实施例7，能够得到以下的效果。
(1)从整个模具功率模块301的两面，不经由印刷基板311而 释放热，从而能够实现功率模块的小型化、即逆变器装置的小型化。
(2)通过将功率模块的金属端子和印刷基板的电连接面设为同 一面，金属端子不需要弯曲等加工，能够削减成本/工数。

Claims (10)

1.一种电力变换装置，具备马达和逆变器，其特征在于，
在所述马达的金属框体上配置1个以上的所述逆变器的功率模块，在所述功率模块的和与所述金属框体的接触面相反的面中，分别设置有散热用的金属板，
所述金属板与所述金属框体以和所述功率模块与所述金属框体的接触面相同的面面接触，
所述功率模块具有半导体元件、与所述半导体元件的电极连接的金属布线、和对所述半导体元件以及金属布线进行密封的绝缘性的树脂，
所述功率模块的与所述马达的金属框体相接的面以及与所述金属板相接的面通过所述绝缘性的树脂覆盖，
所述功率模块的树脂中形成使通过该树脂密封的金属布线露出的窗部，
与所述马达的绕组连接了的布线插入到所述窗部而与所述金属布线接合。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
所述散热用的金属板是所述逆变器的金属框体。
3.根据权利要求1所述的电力变换装置，其特征在于，
所述电力变换装置是具备减速机构、与所述减速机构连结的马达、以及对所述马达供给电力的逆变器的电动动力转向装置。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电力变换装置，其特征在于，
所述功率模块的半导体元件具备上支路侧半导体元件、下支路侧半导体元件、以及马达输出侧半导体元件，该马达输出侧半导体元件连接在所述上支路侧半导体元件和所述下支路侧半导体元件的共用连接点与相输出端子之间。
5.一种电力变换装置，具备马达和逆变器，其特征在于，
在所述逆变器的金属框体上配置有1个以上的所述逆变器的功率模块，在所述功率模块的和与所述金属框体的接触面相反的面中，分别设置有散热用的金属板，
所述散热用的金属板与所述马达的金属框体相接，
所述功率模块具有半导体元件、与所述半导体元件的电极连接的金属布线、和对所述半导体元件以及金属布线进行密封的绝缘性的树脂，
所述功率模块的与所述马达的金属框体相接的面以及与所述金属板相接的面通过所述绝缘性的树脂覆盖，
所述功率模块的树脂中形成使通过该树脂密封的金属布线露出的窗部，
与所述马达的绕组连接了的布线插入到所述窗部而与所述金属布线接合。
6.根据权利要求5所述的电力变换装置，其特征在于，
所述功率模块的半导体元件具备上支路侧半导体元件、下支路侧半导体元件、以及马达输出侧半导体元件，该马达输出侧半导体元件连接在所述上支路侧半导体元件和所述下支路侧半导体元件的共用连接点与相输出端子之间。
7.一种电力变换装置，具备马达和逆变器，其特征在于，
在所述逆变器的金属框体上配置有1个以上的所述逆变器的功率模块，在所述功率模块的和与所述金属框体的接触面相反的面中，分别设置有散热用的金属板，
所述逆变器被配置为与所述马达的轴平行，
所述功率模块配设于构成所述逆变器的金属框体的一个板的框体内侧的面，
所述散热用的金属板由所述逆变器的金属框体的与一个板相对的另一个板构成，
所述逆变器的金属框体的一个板与所述马达的金属框体的、平行于马达轴的外周板相接，
所述功率模块具有半导体元件、与所述半导体元件的电极连接的金属布线、和对所述半导体元件以及金属布线进行密封的绝缘性的树脂，
所述功率模块的与所述马达的金属框体相接的面以及与所述金属板相接的面通过所述绝缘性的树脂覆盖，
所述功率模块的树脂中形成使通过该树脂密封的金属布线露出的窗部，
与所述马达的绕组连接了的布线插入到所述窗部而与所述金属布线接合。
8.根据权利要求7所述的电力变换装置，其特征在于，
所述功率模块的半导体元件具备上支路侧半导体元件、下支路侧半导体元件、以及马达输出侧半导体元件，该马达输出侧半导体元件连接在所述上支路侧半导体元件和所述下支路侧半导体元件的共用连接点与相输出端子之间。
9.一种电力变换装置，其特征在于，具备：
功率模块，具有半导体元件、一端与所述半导体元件的电极连接的金属布线、以及对所述半导体元件和所述金属布线进行密封的绝缘性的树脂；以及
散热片，配设于所述功率模块的两面，
所述功率模块以及所述散热片经由所述树脂而接触，
所述金属布线的另一端从所述功率模块向外部导出，
所述金属布线的、从所述半导体元件的漏电极、源电极导出的金属布线与电容器连接，从所述半导体元件的栅电极导出的金属布线与安装有用于控制所述半导体元件的部件的基板连接，所述电容器以及所述基板一体地收纳于树脂制的壳体中。
10.根据权利要求9所述的电力变换装置，其特征在于，
配设在所述功率模块的两面的散热片之间介入有隔离物。
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